就在我們?nèi)梭w眼睛的后部，有這樣一些神奇的細胞，他們可以修復(fù)某些由于眼部疾病所帶來的損傷。但到目前為止，科學(xué)家還沒有研究出一種可以利用這一原理治療眼睛的方法。
不過就在最近，一組研究人員稱他們已經(jīng)找到一種方法，可以誘導(dǎo)一種被稱為米勒神經(jīng)膠質(zhì)細胞（Müller glia）的細胞在小鼠眼中再生出一種光受體細胞。根據(jù)這篇 8 月 15 日發(fā)表在《自然》雜志上的研究，這些再生出的細胞可以檢測到入射進眼睛的光線并與眼內(nèi)的其他細胞建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接，從而將這些信號傳遞到大腦，這一重要的步驟為治愈某些遺傳性眼病和傷害帶來了更多的可能性。
但也有其他人對這種說法表示懷疑，他們認為這些信號可能來自眼中現(xiàn)有的光敏感細胞，而不是再生的新感光細胞。
圖 | 研究人員指出，利用小鼠視網(wǎng)膜中的細胞可以制造出新的光感受器（右邊的細胞），這些光感受器可以將光轉(zhuǎn)化為腦可以處理的電信號。（來源：Science）
馬里蘭州巴爾的摩市約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家塞斯?布萊克紹（Seth Blackshaw）說：“我比所有其他人都更希望這些是再生細胞的作用。但我對這項研究的成果感到十分懷疑?！?/p>
這項新的研究也是長期以來的試圖光感受器再生研究的一部分，光感受器是一種視網(wǎng)膜中的神經(jīng)元，負責(zé)將入射光轉(zhuǎn)換為電信號。其中，錐形受體細胞即視錐細胞負責(zé)我們的日間視覺及顏色的感知，而桿狀受體細胞——即視桿細胞——則更為敏感，即使在在低光照條件也可以感知到微弱的光。一旦這些細胞受損，亦或是負責(zé)這些細胞產(chǎn)生的電信號傳遞到大腦的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞受損，都將引起視力受損，甚至導(dǎo)致失明。
圖 | 視網(wǎng)膜神經(jīng)元（來源：Wikipedia）
假如人類眼睛的結(jié)構(gòu)和斑馬魚的類似，上面所說的那些損失就不那么令人痛苦了。魚類和兩棲動物眼中的米勒神經(jīng)膠質(zhì)細胞（Müller glia）可以自我分裂并且這些分裂的細胞專門用于去替代那些受損或丟失的神經(jīng)元細胞。而哺乳動物的眼睛卻不會那樣自發(fā)地修復(fù)自己。米勒神經(jīng)膠質(zhì)細胞負責(zé)為自己周圍的細胞提供支持和滋養(yǎng)，但除了在細胞受損的情況下，米勒膠質(zhì)細胞并不會輕易主動再生神經(jīng)元——不過盡管如此，它們似乎也只制造相對少量的新細胞。
紐約市西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家陳波（Bo Chen）和他的同事們希望，可以在不損害眼睛的情況下讓光感受器細胞再生。“我們所做的，就是試圖喚醒自我修復(fù)機制，就像斑馬魚體內(nèi)的機制?！彼f。與目前也在研究開發(fā)中的另一種眼部疾病治療方法——將干細胞插入視網(wǎng)膜以再生神經(jīng)元——相比，這種方法可能具有更小的侵入性和破壞性。
在之前的工作中，陳博士的團隊通過在鼠眼內(nèi)注射一種含有某基因的無害病毒來獲得米勒神經(jīng)膠質(zhì)細胞，這種無害病毒里的基因可以產(chǎn)生一種有助于調(diào)節(jié)細胞增殖的蛋白質(zhì)。陳波說，膠質(zhì)細胞產(chǎn)生的細胞類似于干細胞，但這些干細胞并沒有繼續(xù)分裂分化，實際上這些干細胞之后沒有任何發(fā)展。
在這項新研究中，他和同事們在第一輪研究的 2 周后又進行了第二輪基因轉(zhuǎn)移的嘗試，在健康鼠的眼內(nèi)另外注入三種基因，這些基因通常可以誘導(dǎo)正在發(fā)育中的眼睛中的細胞成為視桿細胞。他們發(fā)現(xiàn)，當米勒神經(jīng)膠質(zhì)細胞被這些攜帶基因的病毒靶向結(jié)合后，它誘導(dǎo)再生出來的細胞在其結(jié)構(gòu)和信號傳導(dǎo)能力方面都與視桿細胞類似。
圖 | 兩輪基因轉(zhuǎn)移實驗（來源：Nature）
接著，研究人員在失明小鼠身上嘗試了同樣這種方法，這些實驗失明小鼠眼睛結(jié)構(gòu)中仍然有視桿細胞和視錐細胞，但缺少兩個允許這些光感受器繼續(xù)傳遞信號至大腦的關(guān)鍵基因。因此這一次，研究人員在失明小鼠體內(nèi)除了注射了可以誘導(dǎo)視桿細胞發(fā)育的三個基因外，還加入了糾正視桿細胞中信號傳導(dǎo)缺陷的基因——這樣視桿細胞將光轉(zhuǎn)化的電信號都將可以傳達至大腦。
當研究人員將這只小鼠置于有光環(huán)境下時，小鼠的接收視覺信號的大腦部分顯示為處于活躍狀態(tài)。研究小組這樣就可以得出結(jié)論，新的再生出的視桿細胞顯然已經(jīng)與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞連接并成功傳遞了視桿細胞感知到的信息。
德克薩斯州休斯頓大學(xué)視光學(xué)院的細胞和發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)家德博拉·奧特森（Deborah Otteson）評論道：“在這之前從來沒有人能夠再生出一種外觀和功能與原生的光感受細胞如此相似的一種?！钡仓赋觯谶@次試驗中，即使在再生出最多的新視桿細胞的小鼠體內(nèi)，其視桿細胞密度也僅為健康小鼠視網(wǎng)膜上的 0.2％。我們可以想象，這只治療之后的小鼠可能感覺到一些光，但他卻無法辨認出任何形狀或物體。
“他們已經(jīng)解決了所有問題中的第一部分，現(xiàn)在的問題是，怎么將研究的成果擴大，使再生細胞的密度更大?！眾W特森說。她說，如果研究人員可以讓米勒神經(jīng)膠質(zhì)細胞產(chǎn)生更多的光感受器，那么有朝一日，可以用這種方法幫助那些因為視網(wǎng)膜脫落或遺傳性色素性視網(wǎng)膜炎而失去視桿細胞而失去視力的人重見光明。
（來源：Pixabay）
而為了治療另外一種疾病，比如說隨著年齡增長發(fā)病率增加的的黃斑變性，研究人員將不得不研究另外的方法，可以誘導(dǎo)米勒膠質(zhì)細胞再生出視錐細胞。此外，他們必須能夠?qū)σl(fā)這些疾病的各種基因突變進行識別并糾正。
肯塔基州路易斯維爾大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家 Maureen McCall 評價說，這項工作在修復(fù)視桿細胞的研究上“向前邁出的一大步”，但他也同時指出，該團隊仍需要證明，在那些視網(wǎng)膜細胞可能無法正常連接和相互作用的患者體內(nèi)，用這種方法再生出的視桿細胞能夠在患病者的眼睛中發(fā)育且正常工作。
不過，布萊克紹（Blackshaw）對這次試驗的結(jié)果有著不一樣的解釋：失明小鼠體內(nèi)現(xiàn)有的視桿和視錐細胞在實驗之后被修復(fù)，或者是由于它們體內(nèi)被注射了帶有修正基因的病毒，或者是因為米勒神經(jīng)膠質(zhì)細胞與它們共享了該基因的產(chǎn)物。
在上述兩者中的任何一種情況下，小鼠大腦收到的視覺信號都不是來自新再生出的視桿細胞，而是來自具有自恢復(fù)功能的已有的光感受細胞。他說，這項研究還應(yīng)當使用一下化學(xué)標記技術(shù)，這樣就可以證明最終傳導(dǎo)信號給大腦的視桿細胞的到底是不是來自米勒神經(jīng)膠質(zhì)的再生功能。
不過，陳波一直說他和他的團隊已經(jīng)進行了這樣的標記實驗，盡管在發(fā)表的文章中并沒有對標記進行描述，而且他們通過其他幾種方法徹底證明了這些視桿細胞是再生出的。他還引用了對照實驗來證明，在對照實驗中他們并沒有沒重新編碼的視桿細胞修正基因轉(zhuǎn)移至米勒膠質(zhì)細胞。在這種情況下，大腦中并沒有顯示有接收到視覺信號，這意味著已有的視桿細胞并沒有被恢復(fù)。
現(xiàn)在，陳波和他的團隊正在探索其他的可能會誘導(dǎo)米勒神經(jīng)膠質(zhì)細胞產(chǎn)生更大批量的視桿細胞的基因。他們還準備進行實驗，以測試他們的方法是否也適用于人類視網(wǎng)膜細胞，目前，他們已經(jīng)在實驗室培養(yǎng)皿中準備了一些人類視網(wǎng)膜細胞。
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